(57)【要約】【課題】廃液に含まれるメタノールを回収し、燃費を向上する燃料電池モジュールを提供する。【解決手段】メタノールを燃料とする燃料電池スタック１１と、燃料電池スタック１１からの廃液が流れる排出通路部６０と、排出通路部６０に設けられ複数の孔を形成する表面が撥水処理された網状部材を有し、排出通路部６０を流れる廃液に含まれるメタノールを回収する回収部５０とを備える。多孔部材は、複数の孔を形成している表面が撥水処理されている。撥水処理することにより、多孔部材は、排出通路部６０を流れる水の透過を制限し、メタノールの蒸気の透過を許容する。その結果、廃液に含まれるメタノールは、多孔部材によって水から分離される。【選択図】図１
2007258042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メタノールを燃料とする燃料電池スタックと、
前記燃料電池スタックからの廃液が流れる排出通路部と、
前記排出通路部に設けられ複数の孔を形成する表面が撥水処理された多孔部材を有し、前記排出通路部を流れる廃液に含まれるメタノールを回収する回収部と、
を備える燃料電池モジュール。
【請求項２】
前記回収部を加熱する加熱手段を備える請求項１記載の燃料電池モジュール。
【請求項３】
前記加熱手段は、前記燃料電池スタックである請求項２記載の燃料電池モジュール。
【請求項４】
前記多孔部材は、網状の部材である請求項１、２または３記載の燃料電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池モジュールに関し、特に直接メタノール式燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メタノールを燃料とするＤＭＦＣが公知である（一例として特許文献１参照）。ＤＭＦＣは、燃料として濃度が数％程度のメタノール水溶液を利用し、反応生成物として水および二酸化炭素を排出する。このようなＤＭＦＣは、水素あるいは炭化水素を改質して得られた水素含有ガスを燃料とする他の燃料電池と比較して、燃料の取り扱いおよび燃料電池のシステム構成が簡単であり、燃料電池そのものの操作が容易であるという長所を有している。そのため、今後、家庭用、産業用および携帯性が要求される移動体などの電源として期待されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３１２６５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＭＦＣの場合、特許文献１にも記載されているように、燃料として供給されたメタノールの一部が電解質膜を透過するいわゆるクロスオーバーが生じることが知られている。このようにクロスオーバーが生じると、反応生成物である水に微量のメタノールが混入することがある。排水に混入したメタノールは、燃料電池での発電に何ら寄与しない。そのため、燃費が悪化するという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、廃液に含まれるメタノールを回収し、燃費を向上する燃料電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１記載の燃料電池モジュールでは、メタノールを燃料とする燃料電池スタックと、前記燃料電池スタックからの廃液が流れる排出通路部と、前記排出通路部に設けられ複数の孔を形成する表面が撥水処理された多孔部材を有し、前記排出通路部を流れる廃液に含まれるメタノールを回収する回収部と、を備える。
これにより、排出通路部を流れる廃液に含まれるメタノールは、回収部によって回収される。多孔部材は、複数の孔を形成している表面が撥水処理されている。そのため、排出通路部を流れる廃液のうち、液体の水は撥水処理された多孔部材を透過することができない。一方、廃液に含まれるメタノールは、蒸気圧が低いため、廃液から蒸発し蒸気となる。蒸気となったメタノールは、撥水処理された多孔部材を透過する。すなわち、多孔部材は、排出通路部を流れる水の透過を制限し、メタノールの蒸気の透過を許容する。その結果、廃液に含まれるメタノールは、多孔部材によって水から分離される。分離されたメタノールは、回収されるとともに、再び燃料として燃料電池スタックに供給される。したがって、燃費を向上することができる。
【０００７】
（２）請求項２記載の燃料電池モジュールでは、前記回収部を加熱する加熱手段を備える。
廃液は、主に水であり、微量のメタノールを含んでいる。水とメタノールとは蒸気圧に差があり、メタノールの沸点は約６５℃と水の沸点に比較して低い。これにより、加熱手段で回収部を加熱することにより、廃液に含まれるメタノールの気化は促進される。その結果、廃液に含まれるメタノールは容易に回収される。したがって、燃費を向上することができる。
【０００８】
（３）請求項３記載の燃料電池モジュールでは、前記加熱手段は、前記燃料電池スタックである。
メタノールの沸点は約６５℃であるため、回収部を加熱することにより廃液に含まれるメタノールの気化は促進される。一方、燃料電池スタックは、運転時に自己の発熱によって約７０℃となる。そのため、加熱手段として燃料電池スタックを利用することにより、燃料電池スタックの排熱によって回収部が加熱される。その結果、回収部を加熱するための外部の熱源を必要としない。したがって、効率の低下を招くことなく、メタノールの回収を促進することができる。
【０００９】
（４）請求項４記載の燃料電池モジュールでは、前記多孔部材は、網状の部材である。
これにより、例えば繊維を網状に編んだ部材の表面に撥水処理を施すことにより、撥水性を有する多孔部材を容易に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態による燃料電池モジュールの構成を示すブロック図である。燃料電池モジュール１０は、燃料電池スタック１１を備えている。本実施形態の場合、燃料電池スタック１１はＤＭＦＣである。ＤＭＦＣは、燃料極１２と、空気極１３と、燃料極１２と空気極１３との間に挟み込まれた電解質膜１４とを有している。燃料極１２側には、燃料としてメタノール水溶液が供給され、空気極１３側には空気が供給される。また、燃料極１２側からは反応生成物として二酸化炭素が排出され、空気極１３側からは反応生成物として主に水からなる廃液が排出される。燃料極１２および空気極１３は、図示しない外部の負荷に接続される。
【００１１】
ＤＭＦＣにおける反応式は、以下の通りである。
燃料極：ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ-
空気極：Ｏ2＋４Ｈ+＋４ｅ-→２Ｈ2Ｏ
したがって、全体としての反応式は、次の通りである。
２ＣＨ3ＯＨ＋３Ｏ2→２ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ
【００１２】
燃料電池モジュール１０は、空気ポンプ１５および燃料ポンプ１６を備えている。空気ポンプ１５は、大気中から空気を導入し、導入した空気を燃料電池スタック１１の空気極１３に供給する。空気ポンプ１５の空気導入側は、導入される空気に含まれる異物を除去するための図示しないエアフィルタに接続している。空気ポンプ１５の空気吐出側は、空気供給通路１７を経由して燃料電池スタック１１の空気極１３に接続している。これにより、空気ポンプ１５は、エアフィルタを経由して導入した空気を燃料電池スタック１１の空気極１３へ供給する。
【００１３】
燃料ポンプ１６は、燃料タンク１８に蓄えられた燃料を燃料電池スタック１１の燃料極１２に供給する。燃料ポンプ１６の燃料導入側は、燃料導入通路１９を経由して燃料タンク１８に接続している。燃料タンク１８は、燃料となるメタノール水溶液を蓄える。燃料ポンプ１６の燃料吐出側は、燃料供給通路２１を経由して燃料電池スタック１１の燃料極１２に接続している。これにより、燃料ポンプ１６は、燃料タンク１８から吸入したメタノール水溶液を燃料電池スタック１１の燃料極１２へ供給する。
【００１４】
燃料電池スタック１１の空気極１３と燃料タンク１８との間は、燃料排出通路２２によって接続されている。燃料電池スタック１１の空気極１３では、反応生成物として水が生成する。空気極１３で生成した水には、いわゆるクロスオーバーによる未反応のメタノールが含まれている。また、空気極１３で生成した水には、反応生成物である二酸化炭素が溶解している。これら空気極１３で生成する水に含まれるメタノールおよび二酸化炭素は、燃料排出通路２２を経由して燃料タンク１８に循環される。
【００１５】
燃料電池モジュール１０は、さらにラジエータ２３、廃棄タンク２４、気液分離部２５、燃料補給部４０および回収部５０を備えている。ラジエータ２３は、燃料電池スタック１１の燃料極１２と廃棄タンク２４とを接続する循環通路２６に設置されている。ラジエータ２３は、燃料電池スタック１１の燃料極１２で余剰となった水を冷却する。燃料電池スタック１１の燃料極１２では、メタノール水溶液に含まれるメタノールが燃料として利用される。そのため、メタノール水溶液のうち余剰となった水は、廃棄タンク２４へ回収される。燃料極１２では、反応生成物として二酸化炭素が生成する。生成した二酸化炭素は、水とともに廃棄タンク２４へ排出される。廃棄タンク２４に回収された水は、給水通路２７に設置された給水ポンプ２８により燃料タンク１８へ供給され、再利用される。燃料電池スタック１１の燃料極１２から廃棄タンク２４へ回収される水には、空気、未反応のメタノール、および反応生成物である二酸化炭素が含まれている。
【００１６】
廃棄タンク２４は、循環通路２６に接続し、燃料電池スタック１１の燃料極１２で余剰となった水が回収される。廃棄タンク２４には、タンク通路２９が接続している。タンク通路２９は、燃料タンク１８と廃棄タンク２４とを接続している。これにより、燃料排出通路２２を経由して燃料電池スタック１１から燃料タンク１８に回収された二酸化炭素は、タンク通路２９を経由して廃棄タンク２４に回収される。
【００１７】
燃料補給部４０は、補給タンク４１、補給ポンプ４２および補給通路４３を有している。補給通路４３は、補給タンク４１と燃料タンク１８とを接続している。補給ポンプ４２は、補給タンク４１に蓄えられた燃料であるメタノールを燃料タンク１８へ供給する。補給タンク４１に蓄えられている燃料のメタノール水溶液は、燃料タンク１８に蓄えられているメタノール水溶液よりも濃度が高い。そのため、補給タンク４１から燃料タンク１８へ供給されたメタノール水溶液は、廃棄タンク２４から供給される水によって希釈される。
【００１８】
廃棄タンク２４は、排出通路部６０に接続している。排出通路部６０は、気液分離部２５および回収部５０を経由して廃棄タンク２４と燃料タンク１８とを接続している。排出通路部６０は、廃棄タンク２４と気液分離部２５とを接続する第一通路６１、気液分離部２５と回収部５０とを接続する第二通路６２、回収部５０と燃料タンク１８とを接続する第三通路６３、および回収部５０から大気へ開放されている第四通路６４を有している。廃棄タンク２４には、上述のように燃料電池スタック１１から排出された空気、二酸化炭素およびメタノールを含む水が蓄えられる。燃料電池スタック１１は運転によって水が生成する。そのため、余剰となった水は燃料電池モジュール１０の外部へ排出する必要がある。
【００１９】
廃棄タンク２４から排出される水は、第一通路６１を経由して気液分離部２５に供給される。気液分離部２５では、余剰となった水と、気体となっている空気および二酸化炭素とが分離される。空気および二酸化炭素の一部は、水に溶解している。したがって、気液分離部２５では、気体となっている空気および二酸化炭素が分離される。分離された空気および二酸化炭素は大気中に放出される。気液分離部２５を通過した水には、未反応のメタノールが溶解している。そのため、気液分離部２５を通過した水は、第二通路６２を経由して回収部５０へ供給される。
【００２０】
回収部５０は、図２に示すように通路部材５１を有している。通路部材５１は、内側に回収通路５２を形成している。回収通路５２は、第二通路６２からメタノールを含む水が供給される。回収部５０は、回収通路５２を流れる水からメタノールを回収する。回収されたメタノールは、第三通路６３を経由して燃料タンク１８に戻される。また、回収部５０でメタノールが回収された水は、第四通路６４から大気中に放出される。
【００２１】
通路部材５１は、一部に開口部５３を有している。開口部５３には、多孔部材としての網状部材５４が設置されている。そのため、通路部材５１が形成する開口部５３は、網状部材５４によって覆われている。また、通路部材５１の開口部５３の外側は、回収容器５５によって覆われている。回収容器５５は、第三通路６３に接続している。これにより、回収通路５２から網状部材５４を透過したメタノールは、回収容器５５に回収された後、第三通路６３を経由して燃料タンク１８へ戻される。図２では、説明の簡単のため開口部５３は通路部材５１の軸方向において一部に設置される例を示している。しかし、開口部５３の開口面積が大きくなるほど、気化したメタノールの分離は促進される。そのため、開口部５３は、可能な限り通路部材５１の軸方向へ長くかつ周方向へ広く形成し、開口面積を拡大することが望ましい。
【００２２】
図１に示すように、第三通路６３には液化部６５を設置してもよい。回収通路５２から回収容器５５へ回収されるメタノールは気体である。そのため、回収したメタノールを液化部６５で液化して燃料タンク１８へ戻してもよい。液化部６５は、例えばメタノールの蒸気を冷却して液化するコンデンサ、あるいはメタノールの蒸気を圧縮して液化するコンプレッサを有している。なお、液化部６５を設置することなく、例えばメタノールの蒸気が室温の第三通路６３を流れることにより、自然に凝縮して液化する構成としてもよい。
【００２３】
回収部５０は、燃料電池スタック１１と接している。これにより、回収部５０は、燃料電池スタック１１によって加熱される。燃料電池スタック１１は、運転時に発熱し、約７０℃に達する。回収部５０は、この燃料電池スタック１１の排熱によって加熱される。すなわち、燃料電池スタック１１は、回収部５０を加熱する加熱手段である。燃料電池スタック１１で回収部５０を加熱することにより、回収部５０を流れるメタノールを含む水は約７０℃まで加熱される。メタノールの沸点は、約６５℃である。そのため、回収部５０においてメタノールを含む水を加熱することにより、水に含まれるメタノールは蒸発し、蒸気となって網状部材５４を透過して回収容器５５に回収される。
【００２４】
網状部材５４は、表面に撥水性の撥水層が形成されている。網状部材５４は、例えばポリプロピレンあるいはステンレスの繊維から形成されている。そして、網状部材５４は、複数の孔となる網目を形成する繊維の表面に撥水層を有している。また、多孔部材として、網状部材５４に代えて多孔質のアルミナを適用してもよい。この場合、孔を形成するアルミナの表面には、撥水層が形成されている。さらに、網状部材５４は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素含有樹脂の繊維によって形成してもよい。この場合、網状部材５４の表面自体が撥水性を有している。
【００２５】
網状部材５４の撥水層の撥水性、または網状部材５４自身の撥水性は、水の接触角度で１４０°以上であることが望ましい。水の接触角度は、撥水性を示す尺度として一般に用いられている。網状部材５４の撥水層の撥水性または網状部材５４自身の撥水性が、接触角度で１４０°以下であるとき、網状部材５４から回収通路５２を流れる水が染み出すおそれがあり、回収部５０におけるメタノールの回収は困難となる。一方、網状部材５４の撥水層の撥水性または網状部材５４自身の撥水性が接触角度で１６０°以上であるとき、水とこの水に含まれるメタノールの蒸気との分離は促進される。
【００２６】
多孔部材である網状部材５４の撥水層は、例えば次の方法によって形成される。多孔部材として多孔質のアルミナを適用する場合も同様に撥水層を形成することができる。
（１）分散めっき
分散めっきでは、スルファミン酸ニッケル、塩化ニッケルあるいはホウ酸などを溶解した水溶液に例えば平均粒径４μｍのＰＴＦＥ微粒子を分散させためっき液を用いて網状部材５４にＰＴＦＥ微粒子を含有する膜を形成する。網状部材５４に分散めっきを施すことにより、網状部材５４の撥水性は、水の接触角度が１６０°程度となる。これにより、網状部材５４では、十分な撥水性が確保される。
【００２７】
（２）スプレーによる塗布
スプレーによる塗布では、例えば４μｍ程度のＰＴＦＥ微粒子を塗料に均一に混合し、網状部材５４に塗布する。これにより、網状部材５４には、撥水層が形成される。
（３）コーティング
コーティングでは、例えばプラズマＣＶＤ法、スパッタリング法またはイオンプレーティング法などにより、網状部材５４にケイ素含有被膜またはフッ素含有被膜などを形成する。これにより、網状部材５４には、撥水層が形成される。
【００２８】
次に、上記の構成による回収部５０のメタノール回収方法について説明する。
第二通路６２から回収通路５２に供給された水には、未反応のメタノールが含まれている。回収通路５２を流れる水は、燃料電池スタック１１によって加熱される。このとき、回収通路５２を流れる水は、約７０℃の燃料電池スタック１１の排熱によってメタノールの沸点である約６５℃以上に加熱される。そのため、水に含まれるメタノールは、回収通路５２において気化し、水から分離される。
【００２９】
回収通路５２を流れる水が網状部材５４が設置されている開口部５３に到達すると、主成分の水は網状部材５４の撥水性の表面によってはじかれる。そのため、水は、網状部材５４が形成する孔の内部へ浸入することはなく、回収通路５２から第四通路６４を経由して外部へ排出される。一方、水から気化することによって分離されたメタノールの蒸気は、撥水性の表面を有する網状部材５４と接触してもはじかれることがない。そのため、メタノールの蒸気は、網状部材５４の孔を透過して回収容器５５へ流入する。その結果、回収通路５２を流れる水から分離されたメタノールは、網状部材５４によって水から分離され、回収容器５５に回収される。
【００３０】
次に、上記の構成の燃料電池モジュール１０を用いたメタノールの回収性能を確認するための実験について説明する。
図３に示すように、条件を変更した上記の実施形態による燃料電池モジュールの四つの実験例と、七つの比較例について実験を行った。
各実験例および各比較例において、燃料電池スタック１１の出力はいずれも５００Ｗで共通である。また、各実験例および比較例では、補給タンク４１から燃料タンク１８へ供給される燃料は５４ｖｏｌ％のメタノール水溶液で共通であり、燃料タンク１８から燃料電池スタック１１へ供給される燃料は３ｖｏｌ％のメタノール水溶液で共通である。さらに、各実験例および比較例では、燃料電池モジュール１０の排水量、すなわち廃棄タンク２４から排水される水の流量は１０ｍｌ／ｍｉｎで共通である。
【００３１】
各実験例および比較例では、外部へ排出される水に含まれるメタノールの濃度を検出し、排水の水質、燃料電池モジュール１０の燃費、および省スペース性能について評価している。図３に示す評価の欄において、「○」は優、「△」は良、「×」は不良を意味している。
【００３２】
（実験例１）
実験例１では、ポリプロピレンで形成した網状部材５４の表面に撥水性の撥水層を形成している。網状部材５４が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、１μｍである。
（実験例２）
実験例２では、ステンレスで形成した網状部材５４の表面に撥水性の撥水層を形成している。網状部材５４が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、１μｍである。
【００３３】
（実験例３）
実験例３では、ステンレスで形成した網状部材５４の表面に撥水性の撥水層を形成している。網状部材５４が形成する孔の大きさは、最大５００μｍである。
（実験例４）
実験例４では、多孔質のアルミナで形成した網状部材５４の表面に撥水性の撥水層を形成している。網状部材５４が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、５００μｍである。
【００３４】
（比較例１）
比較例１では、回収部５０を設置していない。そのため、気液分離部２５を通過した水は、すべて外部へ排出される。
（比較例２）
比較例２では、回収部５０に代えて活性炭を充填した濾過部を設置している。そのため、気液分離部２５を通過した水は、濾過部を経由して外部へ排出される。
【００３５】
（比較例３）
比較例３では、回収部５０に代えて酸化触媒を設置している。気液分離部２５を通過した水は加熱され、水に溶解しているメタノールは気化される。そして、気化したメタノールを酸化触媒に通すことにより、メタノールを水および二酸化炭素に酸化した後、外部へ排出する。
【００３６】
（比較例４）
比較例４では、ステンレスで形成した網状部材を設置している。網状部材には、撥水処理を施していない。網状部材が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、１０μｍである。
（比較例５）
比較例５では、ステンレスで形成した網状部材を設置している。網状部材には、撥水処理を施していない。網状部材が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、１００μｍである。
【００３７】
（比較例６）
比較例６では、ステンレスで形成した網状部材の表面に撥水性の撥水層を形成している。網状部材が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、０．１μｍである。
（比較例７）
比較例７では、ステンレスで形成した網状部材の表面に撥水性の撥水層を形成している。網状部材が形成する孔すなわちメッシュの大きさは、１０００μｍである。
【００３８】
（実験結果の検討）
実験例１から実験例４では、いずれも外部へ排出される水に含まれるメタノールの濃度が９ｐｐｍ以下となる。そのため、実験例１から実験例４では、水から気化したメタノールの蒸気は回収部５０の網状部材５４によって分離されていることが明らかである。したがって、排出される水に含まれるメタノールを低減することができるとともに、回収したメタノールを燃料として再利用することができる。また、網状部材５４は、回収部５０の通路部材５１に設置するだけである。したがって、体格の大型化を招かず、省スペース化を図ることができる。
【００３９】
これに対し、比較例１では、回収部５０を備えていないため、体格の大型化は招かないものの、外部へ排出される水に含まれるメタノールの濃度は１０００ｐｐｍ程度と高くなる。また、排出される水に含まれるメタノールを再利用することができないため、燃費は悪化する。
比較例２では、回収部５０に代えて濾過部を備えるため、外部に排出される水に含まれるメタノールの濃度は２００ｐｐｍと比較的低くなる。しかし、濾過部を設置するために体格の大型化を招き、省スペース化は困難である。また、濾過部で活性炭に吸着されたメタノールを再利用することができないため、燃費は悪化する。さらに、濾過部の活性炭は、運転の継続とともに濾過性能が低下する。そのため、燃料電池モジュールの運転を継続すると、排出される水に含まれるメタノールの濃度は徐々に高まっていく。
【００４０】
比較例３では、回収部５０に代えて酸化触媒を備えるため、水から分離されたメタノールは酸化触媒で酸化すなわち燃焼する。そのため、外部に排出される水に含まれる濃度は２ｐｐｍと極めて低くなる。しかし、酸化触媒を設置するために体格の大型化を招き、省スペース化は困難である。また、酸化触媒ではメタノールが燃焼するので、分離されたメタノールを再利用することができず、燃費は悪化する。さらに、酸化触媒を燃料電池スタックの温度より高い１００℃以上に維持する必要がある。そのため、酸化触媒を加熱するためのエネルギーを必要とし、効率の低下を招く。
【００４１】
比較例４では、回収部に網状部材を設置している。そのため、体格の大型化は招かず、省スペース化を図ることができる。しかし、回収部の網状部材は撥水処理が施されていない。そのため、網状部材の孔に水による液膜が形成される。これにより、水から分離されたメタノールの蒸気は、網状部材を通過することができない。その結果、メタノールの分離が阻害され、外部に排出される水に含まれるメタノールの濃度は９９０ｐｐｍと高くなる。また、メタノールは十分に回収されないため、燃費の向上は達成できない。
【００４２】
比較例５では、回収部に網状部材を設置している。そのため、体格の大型化は招かず、省スペース化を図ることができる。しかし、回収部の網状部材は撥水処理が施されていない。そして、網状部材のメッシュは、１００μｍと比較例４に比較して大きい。そのため、網状部材の孔からは、メタノールを含む水が漏れてしまう。その結果、メタノールの分離が阻害され、外部に排出される水に含まれるメタノールの濃度は１０００ｐｐｍと高くなる。また、メタノールは十分に回収されないため、燃費の向上は達成できない。
【００４３】
比較例６では、回収部に網状部材を設置している。そのため、体格の大型化は招かず、省スペース化を図ることができる。一方、網状部材は撥水処理が施されているものの、網状部材のメッシュは０．１μｍと細かい。そのため、網状部材の開口面積が不十分となり、メタノールの蒸気は網状部材を透過しにくい。その結果、メタノールの分離が阻害され、外部に排出される水に含まれるメタノールの濃度は、９９０ｐｐｍと高くなる。また、メタノールは十分に回収されないため、燃費の向上は達成できない。
【００４４】
比較例７では、回収部に網状部材を設置している。そのため、体格の大型化は招かず、省スペース化を図ることができる。一方、網状部材は撥水処理が施されているものの、網状部材のメッシュは１０００μｍと粗い。そのため、網状部材の開口が大きくなり、メタノールを含む水が漏れてしまう。その結果、メタノールの分離が阻害され、外部に排出される水に含まれるメタノールの濃度は１０００ｐｐｍと高くなる。また、メタノールは十分に回収されないため、燃費の向上は達成できない。
【００４５】
本発明の一実施形態による燃料電池モジュール１０では、実験例１から実験例４に示したように、撥水処理を施した網状部材５４を有する回収部５０を排出通路部６０に設置することにより、燃料電池モジュール１０から排出される水に含まれるメタノールが分離され、分離したメタノールは燃料タンク１８へ回収される。したがって、外部に排出されるメタノールを低減することができるとともに、回収したメタノールを燃料として再利用するため、燃費を向上することができる。
【００４６】
また、本発明の一実施形態による燃料電池モジュール１０では、通路部材５１に設置された回収部５０の網状部材５４によってメタノールを分離して回収する。そのため、メタノールを回収するための部材を別途必要としない。したがって、体格の大型化を招くことなく、メタノールの回収を促進することができる。
さらに、本発明の一実施形態による燃料電池モジュール１０では、回収部５０は燃料電池スタック１１と隣接して設置されている。これにより、回収部５０の回収通路５２を流れる水は燃料電池スタック１１の排熱によって加熱される。そのため、水よりも沸点の低いメタノールは気化し、液体の水から分離される。したがって、外部に熱源あるいはエネルギーを供給することなくメタノールの分離を促進することができ、燃費および効率を高めることができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態の燃料電池モジュール１０は、低騒音で長期間の運転に対応することができる。そこで、燃料電池モジュール１０は、屋内で利用される電気機器および電子機器に適用することができる。
例えば、屋内で使用されるテレビジョンなどの家電、またはパーソナルコンピュータなどのコンピュータ機器などの電源として幅広く適用することができる。
また、その性格上、屋内で利用されるとともに、楽器音以外の騒音の発生が好ましくない電子楽器の電源としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による燃料電池モジュールの概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態による燃料電池モジュールの回収部の概略を示す模式図であり、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線における断面図、（Ｂ）は回収通路の軸に垂直な断面を示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態による燃料電池モジュールの実験例と比較例とを用いた実験結果を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１０：燃料電池モジュール、１１：燃料電池スタック（加熱手段）、５０：回収部、５４：網状部材（多孔部材）、６０：排出通路部
【図１】
2007258042.tif 000003
【図２】
2007258042.tif 000004
【図３】
2007258042.tif 000005